[发明专利]糖基酰胺改性四硅氧烷及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种糖基酰胺改性四硅氧烷，并且还涉及其制备方法。

背景技术

由于有机硅表面活性剂具有低的表面张力，良好的铺展和润湿性及热稳定等特点，因而在聚氨酯泡沫产品、纺织、油漆和涂料、化妆品以及农药领域得到了广泛的应用。有机硅表面活性剂的亲水基主要是聚醚及甜菜碱结构，然而，最近将亲水性的糖连到有机硅主干上形成糖基改性有机硅表面活性剂引起了人们的极大兴趣，这不仅是因为亲水基糖类为可再生资源，更与其独特性能有关，如极好的生物降解性、良好的生物相容性、且无毒副作用等。

已有技术制备的糖基改性硅氧烷表面活性剂主要是由一个疏水基与一个亲水基组成(典型的如中国发明专利授权公告号CN101942097B)，两个疏水基与两个亲水基组成(典型的如中国发明专利申请公布号CN 102614807A)，或者由一个疏水基与两个亲水基组成(典型的文献如The Journal of Physical Chemistry,2011,3811)。并且已有技术中制备糖基改性硅氧烷表面活性剂主要利用硅氢加成反应，如冯圣玉(Carbohydrate Polymer,2006,65,321)报道了“一种制备糖基酰胺改性聚硅氧烷的方法”，该方法是通过葡萄糖酸内酯与烯丙基胺反应后再对羟基进行保护，而后再与含氢四硅氧烷进行硅氢加成反应，再去保护得到糖基酰胺改性四硅氧烷。由于该制备方法需要硅氢加成反应，因而需使用催化剂氯铂酸，于是导致价格较贵；而且需要保护和去保护步骤，使反应过程冗长；有时需要使用烯丙基胺，而烯丙基胺的毒性大，有失安全。

鉴于已有技术中制备的糖基改性硅氧烷的种类较少以及合成方法繁琐并且毒性大，因而开发新型糖基改性硅氧烷表面活性剂而藉以丰富糖基改性硅氧烷的种类具有积极意义，同时探索简洁的反应路线而藉以降低制备成本同样具有积极意义，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

本发明的首要任务在于提供一种有助于丰富糖基改性硅氧烷的种类并且无毒性而藉以扩展使用范围以及保障环保安全的糖基酰胺改性四硅氧烷。

本发明的另一任务在于提供一种糖基酰胺改性四硅氧烷的制备方法，该方法有利于显著缩短反应流程、降低制备成本而藉以满足工业化放大生产要求和有益于保障无毒性而藉以体现环保与安全。

为体现完成本发明的首要任务，本发明提供的技术方案是：一种糖基酰胺改性四硅氧烷，其结构通式如下：

式中R为：

其中n为：0，7，11，15，17。

在本发明的一个具体的实施例中，该糖基酰胺改性四硅氧烷的水溶液的最低表面张力为20-50mN/m；在水溶液中形成胶束类聚集体并且临界胶束浓度为100-500mg/L。

为体现完成本发明的另一任务，本发明提供的技术方案是：一种糖基酰胺改性四硅氧烷的制备方法，其是以烷基三烷氧基硅烷和1,3-双(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷为原料，利用催化剂反应，并且控制反应温度和控制反应时间，反应结束后，使催化剂失活，减压蒸馏去除过量原料得到氨丙基四硅氧烷；将氨丙基四硅氧烷与糖内酯或糖酸在低碳醇溶剂存在下反应，并且控制低碳醇溶剂存在下的反应温度和反应时间，反应完成后，蒸除低碳醇溶剂，得到糖基酰胺改性四硅氧烷，其中：蒸除的低碳醇溶剂回用。

在本发明的另一个具体的实施例中，所述烷基三烷氧基硅烷、1,3-双(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷以及催化剂三者的摩尔比为1:10-20:0.03-0.06。

在本发明的又一个具体的实施例中，所述的控制反应温度是将反应温度控制为30-120℃；所述的控制反应时间是将反应时间控制为2-20h。

在本发明的再一个具体的实施例中，所述烷基三烷氧基硅烷为甲基三甲氧基硅烷、八烷基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、八烷基三乙氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、十六烷基三乙氧基硅烷或十八烷基三乙氧基硅烷。

在本发明的还有一个具体的实施例中，所述催化剂为碱金属氢氧化物、硅醇盐、季铵碱、季鏻碱、硅醇季铵盐或硅醇季鏻盐；其中，所述的使催化剂失活是：当催化剂为碱金属氢氧化物和硅醇盐中的任意一种时，加入酸对催化剂中和而使催化剂失活，而当催化剂为季铵碱、季鏻碱、硅醇季铵盐和硅醇季鏻盐中的任意一种时，进行加热分解而使催化剂失活。